Извлечение олова из оловянных хвостов

Руда, перерабатываемая на оловянном руднике «Юньнань Юньлун», представляет собой сульфидную руду касситерит-кварцевых жил. Хвосты имеют относительно простой минеральный состав, в основном состоящий из кварца, а также лимонита, пирита, турмалина и небольших количеств касситерита, арсенопирита, халькопирита и т. д. Содержание олова в хвостах составляет 0,45%, из которых 96,26% приходится на олово касситерита и 3,74% — на сульфидное олово; содержание железа — 3,71%; содержание других элементов низкое: Zn 0,051%, Cu 0,08%, Mn 0,068%; однако содержание серы и мышьяка, которые влияют на качество концентрата, относительно высокое: S 1,88%, As 0,1%. В 1992 году, по мере истощения основных запасов руды, на оловянном руднике Юньлун начали перерабатывать старые хвосты на старом обогатительном комбинате мощностью 100 т/сутки. Чтобы быстро добиться лучших социально-экономических результатов в краткосрочной перспективе, было предложено расширить мощность до 200 т/сутки на базе существующей обогатительной фабрики, внедрив технологическую схему, включающую гравитационную сепарацию и флотацию, и официальное производство началось в апреле 1994 года. В ходе производства технологическая схема постоянно совершенствовалась, и окончательный технологический процесс показан на рисунке 4-41. Для обеспечения производственных потребностей решетка, используемая для классификации, имеет отверстия 0,8 мм в передней половине и 1 мм в задней половине. Обезжиривающий конус имеет размер φ2500 мм. При использовании данной технологии получается оловянный концентрат с содержанием олова 56,2661 т/т, серы 0,7421 т/т, 0,223% мышьяка и коэффициентом извлечения олова 68,3%, а также серный концентрат, содержащий 47,48% серы, 0,233% олова и 4,63% мышьяка.

Рисунок 4-41. Технологический процесс переработки хвостов оловянного рудника «Юньлун»

На оловянном руднике «Лиму» для извлечения олова из старых хвостохранилищ применяется технологический процесс, включающий гравитационную сепарацию и флотацию. На руднике накопилось более 6,5 млн тонн хвостов, которые в основном содержат олово, вольфрам, ниобий, тантал, а также кремнистые минералы, полевой шпат и т. д. Технологическая схема повторного обогащения включает гравитационную сепарацию, флотацию сульфидов и флотацию касситерита. После гравитационной сепарации концентрат содержит SnO₂ 26,84%, WO₃ 9,6%, Ta₂O₅ 2,7%, Nb₂O₅ 2,04%, при этом коэффициенты извлечения при гравитационной сепарации составляют: SnO₂ 32,99%, WO₃ 24,05%, Ta₂O₅ 42,47%, Nb₂O₅ 24,77%. Процесс флотации сульфидных минералов состоит из одной стадии грубой флотации и двух стадий очистки, в результате чего получается концентрат с содержанием Cu 10,8%, SnS₂ 6,58% и коэффициентами извлечения Cu 78% и сульфидов 52,66%. Сульфидный концентрат подвергается флотации с подавлением мышьяка и флотации меди для получения медно-оловянного концентрата, содержащего Cu >20%, Sn >18%, As <1,5%. Флотационный концентрат касситерита содержит SnO₂ 6,1071 % при извлечении касситерита 63,111 %.

На обогатительной фабрике «Йецзихуан» горнодобывающего предприятия «Дунпо» имеется цех гравитационной сепарации мощностью 300 т/сутки, на котором из хвостов извлекается касситерит. Хвосты содержат 0,21–0,251 % олова, из них получают оловянный концентрат с содержанием олова 42,931 % при коэффициенте извлечения 18,661 %, что позволяет извлекать 40–50 тонн олова в концентрате в год.

На руднике Дайшань в 1982 году был построен обогатительный комбинат мощностью 70–100 т/сутки. Из 33 000 тонн пригодных для переработки старых хвостов (содержащих 0,2971 % Sn) на ней извлекается 31 тонна оловянного концентрата в год с содержанием 55–61 % и коэффициентом извлечения 34 %–35%.

На международном уровне извлечение олова из старых оловосодержащих хвостов осуществляется в Великобритании, Канаде и Боливии. Компания «Бартли» (Великобритания) использует вибрационные столы и поперечно-ленточные шлюзы для повторной переработки оловянных хвостов, получая концентрат, промежуточный продукт и хвосты с содержанием олова 30,22%, 5,53% и 4,49% соответственно из хвостов, содержащих 0,75% Sn. Сухой обогатительный завод Rosh Crouch в Великобритании перерабатывает старые хвосты с содержанием олова 0,31–0,41 % для получения оловянного концентрата с содержанием 30,1 % олова. Концентратор «Салливан» в Канаде перерабатывает хвосты флотации олова с использованием комбинированной гравитационно-магнитной технологической схемы для получения концентрата олова с содержанием 60% Sn при извлечении 38%–43%. Обогатительная фабрика в Боливии повторно перерабатывает старые и новые хвосты, содержащие 0,31% олова, получая оловянный концентрат содержанием 20% олова с коэффициентом извлечения 50–55%.

Сырьем для обогатительной фабрики в горнодобывающем районе Наньдань-Дачан (провинция Гуанси) служат отстойники, образовавшиеся в результате многолетней эксплуатации хвостохранилища. Эти хвосты относятся к типу касситеритово-полиметаллических сульфидов. Основными металлическими минералами являются касситерит, пирит, арсенопирит, марматит, джеймсонит, а также небольшие количества церуссита, англесита, смитсонита, гемиморфита и т. д. Попутные минералы включают кварц, кальцит, кремнистый сланец, известняк и выветренный известняк. Вследствие длительного срока хранения минералы сильно окислены, особенно джеймсонит и часть пирита. Кроме того, полезные минералы мелкозернистые, преимущественно с размером частиц менее 200 меш, что значительно повышает сложность их отделения и извлечения. Содержание ценных минералов в хвостах составляет: Sn 0,24%, Pb 0,13% и Zn 0,47%.

В ходе экспериментальных исследований был определен процесс извлечения полезных компонентов из хвостов: обезвоживание после грубого отделения — гравитационная сепарация. Технологическая схема представлена на рисунке 4-42. В данной схеме для операции удаления крупных фракций был выбран спиральный классификатор диаметром 1500 мм, который обладает высокой эффективностью классификации, большой производительностью и низким энергопотреблением. Для обесшламивания и сгущения использовался гидроциклон диаметром 125 мм. Наконец, для сепарации и извлечения использовался вибрационный стол для тонкого шлама типа Yunnan Tin, позволяющий получать низкосортный оловянный концентрат с содержанием олова 31–51 % по весу. Из-за чрезвычайно мелкого размера частиц, высокого содержания шлама и высокого содержания серы однократный проход через встряхивающийся стол не позволял напрямую получить высококачественный оловянный концентрат. Однако для преобразования низкокачественного оловянного концентрата в высококачественный требовалось лишь дополнительное десульфуризирующее флотационное обогащение и гравитационное разделение на встряхивающемся столе для удаления шлама.

После ввода в эксплуатацию установки по обогащению касситерита многократные измерения показали, что средние показатели по низкосортному оловянному концентрату составили 4,171 % по олову, а коэффициент извлечения из исходных хвостов — 3,331 %, при этом годовой объем производства оловянного металла составил 25 тонн.

Рисунок 4-42 Технологическая схема извлечения мелкого касситерита на обогатительной фабрике